Что такое как найти массу вещества

Разбор заданий А26. Вычисление  массы  растворенного вещества, содержащегося  в  определенной  массе раствора с известной массовой долей;  вычисление  массовой доли  вещества в растворе.

А26Массовой долей называют отношение массы данного компонента m(X) к массе всего раствора М(р-ра). Массовую долю обозначают символом ω (омега) и выражают в долях единицы или в процентах:

ω(Х) = m(Х)/М(р-ра) (в долях единицы);

ω(Х) = m(Х)• 100/М(р-ра) (в процентах).

Молярной концентрацией называют количество раство­ренного вещества в 1 л раствора. Ее обозначают символом с(Х) и измеряют в моль/л:

с(Х) = n(X)/V = m(X)/M(X) • V.

В этой формуле n(Х) — количество вещества Х, содер­жащегося в растворе, M(X) — молярная масса вещества Х.

Рассмотрим несколько типовых задач.

  1. Определить массу бромида натрия, содержащегося в 300 г 15%-ного раствора.

Решение.Массу бромида натрия определим по формуле: m(NaBr) = ω • М(р-ра)/100;m(NaBr) = 15•300/100 = 45 г.Ответ: 45 г.

2. Масса нитрата калия, которую нужно растворить в 200 г воды для получения 8%-ного раствора, равна ______ г. (Ответ округлите до целого числа.)

Решение.Пусть m(KNO3) = x г, тогда М(р-ра)  = (200 + х) г.Массовая доля нитрата калия в растворе:ω(KNO3) = х/(200 + х) = 0,08;х = 16 + 0,08х;0,92х = 16;х = 17,4.После округления х = 17 г.Ответ: 17 г.

3. Масса хлорида кальция, которую нужно добавить к 400 г 5%-ного раствора этой же соли, чтобы удвоить ее массо­вую долю, равна______ г. (Ответ запишите с точностью до десятых.)

Решение.Масса CaCl2 в исходном растворе равна:m(CaCl2) = ω • М(р-ра);m(CaCl2) = 0,05 • 400 = 20 г.Массовая доля CaCl2 в конечном растворе равна ω 1 = 0,05 • 2 = 0,1.Пусть масса CaCl2, которую нужно добавить в исходный раствор, равна х г.Тогда масса конечного раствора М1(р-ра) =  (400 + х) г.Массовая доля CaCl2 в конечном растворе:

Решив это уравнение, получим х = 22,2 г.Ответ: 22,2 г.

4. Масса спирта, которую нужно испарить из 120 г 2%-ного спиртового раствора йода, чтобы повысить его концен­трацию до 5%, равна _____________ г. (Ответ запишите с точностью до десятых.)

Решение.Определим массу йода в исходном растворе:m(I2) = ω • М(р-ра);m(I2) = 0,02•120 = 2,4 г,После выпаривания масса раствора стала равна:М1(р-ра) =  m(I2)/ω 1М1(р-ра) =2,4/0,05  = 48 г.По разности масс растворов находим массу испарившегося спирта: 120-48 = 72 г.Ответ: 72 г.

5. Масса воды, которую нужно добавить к 200 г 20%-ного раствора бромида натрия, чтобы получить 5%-ный рас­твор, равна_________ г. (Ответ округлите до целого чис­ла.)

Решение.Определим массу бромида натрия в исходном растворе:m(NaBr) = ω • М(р-ра);m(NaBr) = 0,2 • 200 = 40 г.Пусть масса воды, которую нужно добавить для разбав­ления раствора, равна x г, тогда по условию задачи:

Отсюда получим x = 600 г.Ответ: 600 г.

6. Массовая доля сульфата натрия в растворе, полученном при смешении 200 г 5%-ного и 400 г 10%-ного раство­ров Na2SO4, равна _____________  %. (Ответ округлите до де­сятых.)

Решение.Определим массу сульфата натрия в первом исходном растворе:m1(Na2SO4) = 0,05 • 200 = 10 г.Определим массу сульфата натрия во втором исходном растворе:m2(Na2SO4) = 0,1 • 400 = 40 г.Определим массу сульфата натрия в конечном растворе: m(Na2SO4) = 10 + 40 = 50 г.Определим массу конечного раствора:М(р-ра) = 200 + 400 = 600 г.Определим массовую долю Na2SO4 в конечном растворе: 50/600 = 8,3%Ответ: 8,3%.

В дополнение к решению задач на растворы:

“Правилом креста” называют диагональную схему правила смешения для случаев с двумя растворами.

Слева на концах отрезков записывают исходные массовые доли растворов (обычно слева вверху-большая), на пересечении отрезков — заданная, а справа на их концах записываются разности между исходными и заданной массовыми долями. Получаемые массовые части показывают в каком отношении надо слить исходные растворы.

Например: Определите, сколько нужно взять растворов соли 60%-й и 10%-й концентраций для приготовления 300 г раствора 25%-й концентрации.

Масса одной части: 300/50 = 6 г.Тогдаm1 = 6•15 = 90 г, .m2 = 6•35 = 210 г.

Нужно смешать 90 г  60% раствора и 210 г 10% раствора.

  • Нравится

Единица измерения количества вещества

До этого урока мы обсуждали лишь индивидуальные молекулы и атомы, а их массы мы выражали в атомных единицах массы. В реальной жизни с индивидуальными молекулами работать невозможно, потому что они ничтожно малы. Для этого химики взвешивают вещества ни в а.е.м., а в граммах.

Единица количества вещества

Чтобы перейти от молекулярной шкалы измерения масс в лабораторную шкалу, используют единицу измерения количества вещества под названием моль. 1 моль содержит 6,022·1023 частиц (атомов или молекул) и является безразмерной величиной. Число 6,022·1023 носит название Число Авогадро, которое определяется как число частиц, содержащихся в 12 г атомов углерода 12C. Важно понимать, что 1 моль любого вещества содержит всегда одно и то же число частиц (6,022·1023).

Как уже было сказано, термин «моль» применяется не только к молекулам, но также и к атомам. Например, если вы говорите о моле гелия (He), то это означает, что вы имеет количество равное 6,022·1023атомов. Точно так же, 1 моль воды (H2O) подразумевает количество равное 6,022·1023молекул. Однако чаще всего моль применяют именно к молекулам.

Молярная масса вещества

Молярная масса – это масса 1 моля вещества, выраженная в граммах. Молярную массу одного моля любого химического элемента без труда находят из таблицы Менделеева, так как молярная масса численно равна атомной массе, но размерности у них разные (молярная масса имеет размерность г/моль). Запишите и запомните формулы для вычисления молярной массы, количества вещества и числа молекул:

  • Молярная масса формула M=m/n
  • Количество вещества формула n=m/M
  • Число молекул формула N =NA·n

где m — масса вещества, n — количество вещества (число молей), М — молярная масса, N — число молекул, NA — число Авогадро. Благодаря молярной массе вещества химики могут вести подсчет атомов и молекул в лаборатории просто путем их взвешивания. Этим и удобно использование понятия моль.

На рисунке изображены четыре колбы с различными веществами, но в каждой из них всего 1 моль вещества. Можете перепроверить, используя формулы выше.

Молярная масса вещества

Задачи на количество вещества

Пример 1. Сколько граммов Н2, Н2O, СН3ОН, октана (С8Н18) и газа неона (Ne) содержится в 1 моле?

Решение: Молекулярные массы (в атомных единицах массы) перечисленных веществ приведены в таблице Менделеева. 1 моль каждого из названных веществ имеет следующую массу:

Поскольку массы, указанные в решении примера 1, дают правильные относительные массы взвешиваемых молекул, указанная масса каждого из перечисленных веществ содержит одинаковое число молекул. Этим и удобно использование понятия моля. Нет даже необходимости знать, чему равно численное значение моля, хотя мы уже знаем, что оно составляет 6,022·1023; эта величина называется числом Авогадро и обозначается символом NA. Переход от индивидуальных молекул к молям означает увеличение шкалы измерения в 6,022·1023 раз. Число Авогадро представляет собой также множитель перевода атомных единиц массы в граммы: 1 г = 6,022·1023 а.е.м. Если мы понимаем под молекулярной массой массу моля вещества, то ее следует измерять в граммах на моль; если же мы действительно имеем в виду массу одной молекулы, то она численно совпадает с молекулярной массой вещества, но выражается в атомных единицах массы на одну молекулу. Оба способа выражения молекулярной массы правильны.

Пример 2. Сколько молей составляют и сколько молекул содержат 8 г газообразного кислорода O2?

Решение: Выписываем из таблицы Менделеева атомную массу атома кислорода (O), которая равна 15,99 а.е.м, округляем до 16. Так как у нас молекула кислорода, состоящая из двух атомов O, то ее атомная масса равна 16×2=32 а.е.м. Хорошо, а теперь переводим ее в молярную массу: 32 а.е.м = 32 г/моль. Это означает, что 1 моль (6,022·1023 молекул) O2 имеет массу 32 грамма. Ну и в заключении по формулам выше находим количество вещества (моль) и число молекул, содержащихся в 8 граммах O2:

  • n = m / M = 8г / 32г/моль = 0,25 моль
  • N = NA × n = 6,022·1023 × 0,25 = 1,505·1023 молекул

Пример 3. 1 молекула Н2 реагирует с 1 молекулой Сl2, в результате чего образуются 2 молекулы газообразного хлористого водорода НСl. Какую массу газообразного хлора необходимо использовать, чтобы он полностью прореагировал с 1 килограммом (кг) газообразного водорода?

Решение: Молекулярные массы H2 и Cl2 равны 2,0160 и 70,906 г/моль соответственно. Следовательно, в 1000 г H2 содержится

Даже не выясняя, сколько молекул содержится в одном моле вещества, мы можем быть уверены, что 496 моля Cl2 содержат такое же число молекул, как и 496,0 моля, или 1000 г, H2. Сколько же граммов Cl2 содержится в 496 молях этого вещества? Поскольку молекулярная масса Cl2 равна 70,906 г/моль, то

Пример 4. Сколько молекул H2 и Cl2 принимает участие в реакции, описанной в примере 3?

Решение: В 496 молях любого вещества должно содержаться 496 моля × 6,022·1023 молекул/моль, что равно 2,99·1026 молекул.

Чтобы наглядно показать, сколь велико число Авогадро, приведем такой пример: 1 моль кокосовых орехов каждый диаметром 14 сантиметров (см) мог бы заполнить такой объем, какой занимает наша планета Земля. Использование молей в химических расчетах рассматривается в следующей главе, но представление об этом пришлось ввести уже здесь, поскольку нам необходимо знать, как осуществляется переход от молекулярной шкалы измерения масс к лабораторной шкале.

Надеюсь урок 5 «Моль и молярная масса» был познавательным и понятным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Урок 6. Простые ионы

← Урок 4. Взаимодействие молекул

Единица измерения количества вещества

До этого урока мы обсуждали лишь индивидуальные молекулы и атомы, а их массы мы выражали в атомных единицах массы. В реальной жизни с индивидуальными молекулами работать невозможно, потому что они ничтожно малы. Для этого химики взвешивают вещества ни в а.е.м., а в граммах.

Единица количества вещества

Чтобы перейти от молекулярной шкалы измерения масс в лабораторную шкалу, используют единицу измерения количества вещества под названием моль. 1 моль содержит 6,022·1023 частиц (атомов или молекул) и является безразмерной величиной. Число 6,022·1023 носит название Число Авогадро, которое определяется как число частиц, содержащихся в 12 г атомов углерода 12C. Важно понимать, что 1 моль любого вещества содержит всегда одно и то же число частиц (6,022·1023).

Как уже было сказано, термин «моль» применяется не только к молекулам, но также и к атомам. Например, если вы говорите о моле гелия (He), то это означает, что вы имеет количество равное 6,022·1023атомов. Точно так же, 1 моль воды (H2O) подразумевает количество равное 6,022·1023молекул. Однако чаще всего моль применяют именно к молекулам.

Молярная масса вещества

Молярная масса – это масса 1 моля вещества, выраженная в граммах. Молярную массу одного моля любого химического элемента без труда находят из таблицы Менделеева, так как молярная масса численно равна атомной массе, но размерности у них разные (молярная масса имеет размерность г/моль). Запишите и запомните формулы для вычисления молярной массы, количества вещества и числа молекул:

  • Молярная масса формула M=m/n
  • Количество вещества формула n=m/M
  • Число молекул формула N =NA·n

где m — масса вещества, n — количество вещества (число молей), М — молярная масса, N — число молекул, NA — число Авогадро. Благодаря молярной массе вещества химики могут вести подсчет атомов и молекул в лаборатории просто путем их взвешивания. Этим и удобно использование понятия моль.

На рисунке изображены четыре колбы с различными веществами, но в каждой из них всего 1 моль вещества. Можете перепроверить, используя формулы выше.

Молярная масса вещества

Задачи на количество вещества

Пример 1. Сколько граммов Н2, Н2O, СН3ОН, октана (С8Н18) и газа неона (Ne) содержится в 1 моле?

Решение: Молекулярные массы (в атомных единицах массы) перечисленных веществ приведены в таблице Менделеева. 1 моль каждого из названных веществ имеет следующую массу:

Поскольку массы, указанные в решении примера 1, дают правильные относительные массы взвешиваемых молекул, указанная масса каждого из перечисленных веществ содержит одинаковое число молекул. Этим и удобно использование понятия моля. Нет даже необходимости знать, чему равно численное значение моля, хотя мы уже знаем, что оно составляет 6,022·1023; эта величина называется числом Авогадро и обозначается символом NA. Переход от индивидуальных молекул к молям означает увеличение шкалы измерения в 6,022·1023 раз. Число Авогадро представляет собой также множитель перевода атомных единиц массы в граммы: 1 г = 6,022·1023 а.е.м. Если мы понимаем под молекулярной массой массу моля вещества, то ее следует измерять в граммах на моль; если же мы действительно имеем в виду массу одной молекулы, то она численно совпадает с молекулярной массой вещества, но выражается в атомных единицах массы на одну молекулу. Оба способа выражения молекулярной массы правильны.

Пример 2. Сколько молей составляют и сколько молекул содержат 8 г газообразного кислорода O2?

Решение: Выписываем из таблицы Менделеева атомную массу атома кислорода (O), которая равна 15,99 а.е.м, округляем до 16. Так как у нас молекула кислорода, состоящая из двух атомов O, то ее атомная масса равна 16×2=32 а.е.м. Хорошо, а теперь переводим ее в молярную массу: 32 а.е.м = 32 г/моль. Это означает, что 1 моль (6,022·1023 молекул) O2 имеет массу 32 грамма. Ну и в заключении по формулам выше находим количество вещества (моль) и число молекул, содержащихся в 8 граммах O2:

  • n = m / M = 8г / 32г/моль = 0,25 моль
  • N = NA × n = 6,022·1023 × 0,25 = 1,505·1023 молекул

Пример 3. 1 молекула Н2 реагирует с 1 молекулой Сl2, в результате чего образуются 2 молекулы газообразного хлористого водорода НСl. Какую массу газообразного хлора необходимо использовать, чтобы он полностью прореагировал с 1 килограммом (кг) газообразного водорода?

Решение: Молекулярные массы H2 и Cl2 равны 2,0160 и 70,906 г/моль соответственно. Следовательно, в 1000 г H2 содержится

Даже не выясняя, сколько молекул содержится в одном моле вещества, мы можем быть уверены, что 496 моля Cl2 содержат такое же число молекул, как и 496,0 моля, или 1000 г, H2. Сколько же граммов Cl2 содержится в 496 молях этого вещества? Поскольку молекулярная масса Cl2 равна 70,906 г/моль, то

Пример 4. Сколько молекул H2 и Cl2 принимает участие в реакции, описанной в примере 3?

Решение: В 496 молях любого вещества должно содержаться 496 моля × 6,022·1023 молекул/моль, что равно 2,99·1026 молекул.

Чтобы наглядно показать, сколь велико число Авогадро, приведем такой пример: 1 моль кокосовых орехов каждый диаметром 14 сантиметров (см) мог бы заполнить такой объем, какой занимает наша планета Земля. Использование молей в химических расчетах рассматривается в следующей главе, но представление об этом пришлось ввести уже здесь, поскольку нам необходимо знать, как осуществляется переход от молекулярной шкалы измерения масс к лабораторной шкале.

Надеюсь урок 5 «Моль и молярная масса» был познавательным и понятным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Урок 6. Простые ионы

← Урок 4. Взаимодействие молекул

Проверяем свою готовность к задаче

Прежде чем приступать к решению задач, нужно быть уверенным, что ты выучил основные термины. Кроме уже рассмотренного количества вещества, нужно знать, что такое масса, молярная масса, постоянная Авогадро, массовая доля, выход продукта, стехиометрический коэффициент, и так далее.

Знать Таблицу химических элементов — это почти то же самое, что и выучить таблицу умножения в математике и склонения в русском языке. Нет, зубрить список элементов не нужно, потому что таблица всегда может быть перед глазами, даже на ОГЭ и ЕГЭ. Но нужно уметь с ней работать, знать общие принципы построения этой таблицы. А затем станет ясно, как структура таблицы и свойства элементов зависят друг от друга. Например, в таблице Менделеева содержится такая важная справочная информация, как атомная масса элементов. Обратите внимание: знание атомной массы элементов нам пригодится для решения задачи, приведенной ниже!

Самые важные формулы, которые нужно запомнить:

  1. Формула расчета массовой доли в растворе (ω) очень простая и содержится уже в самом определении. Массовая доля — это отношение массы (m) растворенного вещества к общей массе раствора. Если требуется ответ в процентах, то тогда так:

ω = mр.в./mр-ра*100%

  1. Масса вещества это произведение количества вещества на молярную массу.
  1. Формула объема газа при нормальных условиях.

V = n*22,4л/моль

  1. Формула плотности

Из этих формул можно вывести другие формулы. Ниже мы для примера определим массу растворенного вещества исходя из массовой доли.

Теперь можно приступать

Когда ты удостоверился, что азы усвоены, можно решать задачи на растворы, смеси и все остальные. Решение задачи выстраивается пошагово. Например, определим массу гидроксида натрия, необходимого для полной нейтрализации 1000 г 49% раствора серной кислоты.

  1. Пишем условие в следующем виде:

m р-ра = 1000г

ω(H2SO4) = 49%

m(NaOH) = ?

  1. Какую формулу для чего использовать.

Для начала мы определяем, какие формулы здесь использовать. Чтобы знать массу гидроксида натрия (NaOH), необходимо знать массу серной кислоты. Пока известна только ее массовая доля (49%). Мы выведем формулу массы серной кислоты с помощью формулы массовой доли вещества (мы ее записывали выше):

m(H2SO4) = m р-ра * ω(H2SO4)/100% = 1000 г * 49%/100% = 490 г

Как масса серной кислоты поможет найти массу гидроксида натрия? Если посмотреть на формулу поиска массы, то ответ очевиден. Нужно найти количество вещества гидроксида натрия, которое можно узнать по уравнению реакции нейтрализации.

  1. Используем уравнение реакции

При работе с уравнением реакции нам пригодится знание того, что стехиметрический коэффициент — коэффициент, стоящий перед символом или формулой вещества в химическом уравнении. Важно, что он отражает не количество молекул участвующих в реакции веществ, а их относительное количество. Количество вещества гидроксида натрия нам неизвестно, поэтому над уравнением мы ставим x моль.

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

2 моль    1 моль

Количество вещества серной кислоты мы можем узнать, так как уже выяснили ее массу, а молярная масса легко вычисляется как сумма атомных масс, входящих в состав молекулы.

n(H2SO4) = 490г/98г/моль = 5 моль.

x моль 5 моль2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

2 моль 1 моль

Зная по уравнению реакции, что количества вещества гидроксида натрия в два раза больше, чем у серной кислоты, мы вывели значение n(NaOH) = 10 моль.

Осталось только найти массу вещества NaOH.

m(NaOH) = 10 моль * 40г/моль = 400г.

Это и есть ответ.

Иногда в ходе работы с задачами придется возвращаться к учебнику и повторять пройденный материал. В этом нет ничего страшного, рано или поздно знания закрепятся. Рекомендуем использовать приложение “ХиШник”

, в котором решение задач сопровождается решениями и подсказками. Записывать решения и уравнения реакций удобнее сначала в специальном редакторе, который снабжен всплывающими подсказками. После тренировки в “ХиШнике” обязательно получится решать задачи вручную и без подсказок. Так или иначе, полученные теоретические знания обязательно закрепятся на практике, и решать задачи по химии будет легко и интересно.

Теперь вы знаете, что научиться решать задачи по химии несложно: достаточно просто следовать инструкциям.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: